火力发电厂数字化煤场管理系统的开发应用浅析

　　摘要：浅析了煤场数字化管理系统在火力发电厂的应用，针对江西丰城发电厂煤场数字化管理要求开发了数字化煤场管理系统，实现了煤场管理的数字化、规范化和网络化。介绍了该系统的结构、各模块功能，并指出该系统需要进一步完善、扩展的内容。
　　关键词：数字化煤场管理，信息系统应用
　　0前言
　　随着电力行业改革的进一步深化，发电市场引进竞争机制，在公平竞争、自愿互利条件下，实现“厂网分开，竞价上网”。如何降低发电成本，提高发电经营效益，是发电企业生存与发展的核心问题。燃料通常在火力发电企业占70%以上的经营成本，煤场的管理、分类堆放就显得尤为重要，如何提高煤场空间的合理使用也成为提高煤场管理中的重要环节。老式的人工煤场管理方式管理的煤场存在管理混乱，导致部分燃煤堆放周期长，燃煤发热量降低；基础数据统计不及时，燃煤的掺烧配煤难度大，严重影响锅炉燃烧；缺少直观、准确的配煤依据，无法满足锅炉燃烧要求；煤场易自燃，严重污染环境等问题。
　　采用现代计算机信息技术实施数字化煤场管理系统对煤场进行数字化管理，可以解决以上提到的各种问题，得到清晰明确的煤场存煤情况信息，包括位置、煤质、堆放时间、现存量等所有信息，为锅炉配煤掺烧优化提供良好的基础数据信息基础。
　　1系统设计目标
　　系统的设计目标是根据江西丰城电厂的实际工作需要设计数字化煤场管理系统，用于一体化记录管理燃煤在电厂的的全过程堆放管理和应用，包括燃煤来源、运输车辆、卸煤过程管理、堆煤智能安排、煤质化验管理、燃煤煤场内移动管理、上煤协调安排、上煤情况记录、相关工作人员工作管理和安排等。
　　系统定义为一个综合燃煤情况管理工作与信息查询平台。
　　针对丰城电厂条形煤场以及分区存放的具体情况设计以三维煤场煤堆图形表现煤场适时情况，以煤场地图形式显示燃煤堆放情况、当前存煤量、煤质、进场时间、燃煤堆放地点、堆放分层情况等，提供分区局部放大图形、剖面图，在一张图里可以使领导完整的了解当前电厂的所有存煤情况。
　　提供智能配煤燃烧推荐，根据指定的煤质参数和影响程度以及现有存煤情况经智能计算后，给出配煤比例推荐。
　　提供智能燃煤堆放分区推荐，根据预先订好的分区堆放原则，对照进场燃煤的煤质，自动生成堆放安排工作单。
　　提供煤质数据和堆放时间以及总体煤量报警设置，在符合预设条件时被查询时自动报警。
　　综合管理燃煤存放和使用，使运行部门和燃料管理部门可以在统一的工作流程中进行工作。
　　设计符合生产工作需要的统计报表，运用系统内部数据使相关的统计报表都由计算机自动生成，摆脱手工制表的繁琐。
　　设计考虑将来扩展和被其他系统引用数据的需要，可以根据需要提供相应的数据接口。
　　2系统结构
　　系统以系统管理、燃煤工作管理、智能配煤推荐、统计报表自动生成、三维煤场图等几个模块构成，同时结合外部系统引入的一些数据，可进行煤场数据查询和智能配煤计算。
　　
　　3软件功能设计
　　a系统管理
　　煤场初始化：定义煤场的长度、煤场的宽度；
　　煤场分区：定义分区位置；
　　设置燃煤堆放规则：根据实际情况规定好各分区的最大堆放量、堆放规则、例外情况等；
　　设置煤质标准：定义煤质两级报警值；
　　设置部门：根据电厂实际情况设置工作部门；
　　设置岗位：根据工作实际情况设置相关岗位；
　　设置角色权限分组：系统用户权限分组设置，给与不同身份的登录用户不同的使用全限；
　　添加用户，给与部门、岗位和权限组：用户添加与赋权管理；
　　工作设置：设置每项工作的实施人员以及可拖延日期。
　　b燃煤工作管理
　　到厂通知：运煤车辆到厂通知；
　　火车登记：根据到厂通知单填写列车登记信息，具体煤质数据和来源根据燃煤提供方提供数据填写，并根据分区堆放原则自动生成堆料任务；
　　化验记录：管理厂内煤质化验所得煤质数据，该数据作为最可信数据用于替代燃煤提供方的煤质数据；
　　堆料安排（可省略）：人工指定进场煤的堆放位置和堆放比例；
　　进场登记：根据待办任务中的项目进行工作，点击操作开始堆料；
　　卸煤登记：根据实际卸煤情况填写，主要是为了生成统计报表；
　　堆料安排（可省略）：指定取料的煤种和操作班次时间等；
　　取料登记：可根据待办任务中的项目进行工作，点击操作开始堆料，在没有相应任务的时候也可直接进入取料登记中直接登记；
　　智能配煤：根据指定的煤质参数和影响程度以及现有存煤情况经智能计算后，给出配煤比例推荐；
　　重量修改：根据实际的煤损耗情况对存煤质量进行修正；
　　测温工作安排：安排测温工作的人员、时间和频度；
　　测温记录：记录测温结果；
　　用煤协调：运行部门把需要上的煤的种类和数量发给上煤人员；
　　混烧登记：把相应的混烧情况登记作为经验记录存档；
　　信息查询：包括列车到厂查询、上煤查询、存煤查询、工作执行查询、运行记录查询、盘煤统计查询等各类查询。 
　　c统计报表
　　盘煤统计表：以服务器的日期为当前日期，把煤场当前存煤情况的质、量以及堆放位置、形状等的综合报表； 
　　原煤存耗统计表 ：煤场在指定时间区间内的存煤量和使用量的变化统计图；
　　煤场进出情况表 ：指定时间区间内的进场煤量和使用煤量的具体情况统计表；
　　煤场存煤情况表 ：各煤场的当前存放情况统计表；
　　运行班工作量统计表：指定时间区间内各班组堆煤量和上煤量的总体统计与具体各次记录列表；
　　班组卸煤量统计表：指定时间区间内卸煤班的卸煤量统计以及具体情况列表 ；
　　系统数据填报情况表：指定时间区间内各运行班班长系统数据填报情况统计；
　　工作完成情况表：指定时间区间内系统生成的待办工作完成情况列表；
　　列车卸煤情况表：指定时间区间内电厂卸煤情况的综合列表；
　　卸率情况统计图：指定时间区间内各运煤列车的卸率情况示意图；
　　月平均卸率情况图：电厂卸煤情况的月平均卸率图。
　　d煤场地图
　　以江西丰城发电厂煤场数字化管理系统为例说明煤场地图，煤场信息查询包括煤场信息柱状图查询、三维查询、列表查询、煤场日报等。
　　点击主菜单“煤场管理”?gt;“煤场信息查询”或者相应快捷图标，可进入柱状图查询窗口，如下图所示：
　　
　　鼠标单击弹出该点煤堆的立体信息：有几层每，各层分别有多高、分别是什么煤以及各层煤的基本煤质参数。
　　在煤场信息查询界面，点击底部的“三维(T)”按钮，系统显示煤场信息三维图形查询窗口，如图下图所示。
　　
　　鼠标放置在煤堆的某个位置时，会自动显示该位置煤的基本性质，包括煤种名称、进场时间、煤质主要参数以及该点目前的煤高等。
　　e智能配煤
　　配煤方案的生成流程为：首先确定配煤优化的目标，如加权煤价最低、硫份最低或者热值最高等；然后，根据煤炉设计参数或者燃烧特性参数，确定配煤的约束条件，如水份、灰份、硫份、热值等煤质参数的上限或者下限；接着，根据煤场堆煤情况或者来煤情况，选择参加配煤的煤种；最后，根据优化目标、约束条件和煤种，进行配比计算，得出满足约束条件的最优配比，指导上仓或者购煤。系统中采用线性规划进行配比计算，相关的操作界面如图1、图2、图3和图4所示。
　　
　　图1配煤方案管理
　　如图1所示，配煤方案信息包括名称、对应煤炉、煤量以及约束条件等。点击“查询”按钮，可刷新列表；点击“添加”按钮，可弹出配煤方案添加功能窗口，可参见图2的配煤方案修改窗口；点击“编辑”按钮，可弹出配煤方案修改窗口，如图2所示。
　　
　　图2配煤方案修改
　　如图2所示，窗口的上部是配煤优化目标、制定人、煤炉、煤量、优化选项等。优化目标可为煤价最低、硫份最低、水分最低、热值最高等。约束条件在窗口中部的表格中进行录入，每个煤质参数可输入低限和高限数据，数据为?或者空时，表示约束条件中不包含该参数。
　　窗口的下部为煤种列表，煤种信息包括名称、煤价、煤质以及配比和煤量等。
　　点击“添加煤种”按钮，可在煤种列表中增加一条记录，手工录入煤种相关信息；点击“选择煤种”按钮，可弹出煤种选择窗口，如图3所示。点击“移除煤种”按钮，可移除煤种列表中指定的煤种。点击“计算配比”，使用线性规划方法计算各煤种优化配比以及对应的煤量，计算过程如图4所示，计算结果参见图2下部列表中的配比和煤量数据项。混煤的参数参见图2中部表格的“实际值”行。
　　
　　图3煤种选择窗口
　　图3所示的列表中，包括各个煤区的煤种、已有配煤方案中的煤种。点击“返回”按钮，可将选中的煤种返回到配煤方案中的煤种列表中。
　　
　　图4配比计算
　　图3所示为使用线性规划计算配比的过程。根据用户需要和煤炉燃烧特性，也可使用非线性规划的方法，如遗传算法，进行配比计算。
　　4结语
　　数字化煤场管理系统正式在电厂运行以来，性能可靠，运行稳定，功能先进齐全，通过了运行考核，用户非常满意。经过一段时间的运行，我们发现要使煤场的管理真正走向规范化、科学化、数字化，必须进一步完善和扩展这套系统。可通过进加大范围做到对煤仓进行管理，实现精确投煤，可以通过完善与卸船机、斗轮机、输煤程控及现场的计量设备的数据连接，实现堆取煤量数值自动获取和煤场地图自动更新，可以进一步引入更完善的配煤数学模型，实现混煤掺烧，进一步降低发电煤耗，为发电企业实现最大化的经济效益。
　　参考文献
　　[1]彭树婷.沙角A电厂煤要场动态查询系统的开发应用[J].广东电力，2008，21(7)：42-46.
　　[2]曾畅，余为泽，张振胜，丁宏刚，陈刚.沙角C电厂燃料部点检系统的开发与应用[J].中国电力，2009，54(1)：85-88.

《火力发电厂数字化煤场管理系统的开发应用浅析》

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